数字化测量仪器在考古测量工作中的运用研究论文5则范文

第一篇：数字化测量仪器在考古测量工作中的运用研究论文

考古测量是田野考古工作中记录遗存信息的重要手段之一，主要包括对考古遗存所处地形地貌的实地勘测和对考古工作中所见遗迹、遗物三维坐标（X、Y、Z 三个轴向）的测量。考古测量数据是分析各类遗存之间的空间分布关系、探究人类活动与地理环境之间的联系，进而理解和阐释古代人类行为方式不可或缺的重要资料。随着现代测量技术的飞速发展，RTK、全站仪等高精度数字化测量仪器被日益频繁的应用于考古测量工作中，高精度的测量工作不仅对科学合理的开展田野考古工作大有裨益，同时对于客观真实的记录遗存信息，深入研究遗存的空间分布形态意义显着。在复杂多样的田野考古环境中如何科学合理的选择各类测量仪器值得我们探索和思考。

一、建立遗址三维测绘坐标系统的意义。

为满足考古测量工作的精度要求，在对遗址进行测量时必须首先建立起三维测绘坐标系统，即在遗址上设立一个或多个永久性测量控制点，并通过控制测量获取各控制点的三维坐标，建立起有效的测量控制网①。基于统一的三维测绘坐标系统的考古测量工作不仅能够保障测量精度，同时对于科学的开展田野考古工作亦具有十分重要的意义。

首先，通过对考古发掘区域的精确测量，能够准确记录考古发掘区域在地理空间中的三维坐标，即以北坐标、东坐标、高程三个数值替代了诸如“村西约 200 米”、“县城以南约 1 公里”等含混不清的描述方式。在实际考古工作中，对于工作年限较长的遗址，往往因遗址周边地貌环境发生改变，参加考古工作的人员不断变更等诸多因素造成了难以确定遗址准确位置的情况。而获取了考古工作区域的三维坐标即可确保在长时段的考古工作中随时准确定位历年考古工作区域，为持续开展考古工作和划定文化遗产保护范围提供极大便利。

其次，基于统一坐标系统的考古测量工作，能够确保考古人员在布设探方（沟）时，探方（沟）方向完全统一。而在以往的田野工作中，因利用罗盘、皮尺等工具布设探方（沟），难以建立起遗址统一的测量坐标系统，故而极易造成相邻探方（沟）在距离和方向上出现一定的偏差。尤其是对于发掘年限较长或发掘区域较大的遗址，长时间、大区域在方向和距离上的误差积累，易造成相邻探方（沟）之间出现交叠、错位等问题，此类问题会造成实际发掘区域与图上规划区域不一致，不利于考古人员对发掘区域进行准确规划和对遗址整体布局进行综合判断。同时，相邻探方出现错位等问题亦干扰了准确记录各类遗存的空间信息。

再次，精确测量遗迹的三维坐标，能够让考古人员明确不同遗迹之间准确的平面距离和垂直高差，例如通过比对三维坐标即可知晓同一处遗址中居址和墓地之间的平面距离和高度落差。而对于城墙、环壕等大型遗迹，精确测量能够获取该类遗迹准确的平面形制图，便于考古人员分析遗迹走向和比对东墙与西墙、南壕与北壕等方面的长度差异和高程落差。对于古代城址、寺院等平面布局相对复杂的遗址，精确测量能够准确记录各处遗迹的三维坐标，这为记录复杂遗迹之间的空间位置关系提供极大便利，遗迹的三维坐标数据也将成为考古工作结束后复原古代城址、寺院等遗址平面形态的关键资料。

由此可见，基于统一的三维测绘坐标系统的考古测量工作，对于科学的开展田野考古工作、客观准确的记录考古资料进而提升考古学研究水平具有重要意义。

二、数字化测量仪器的优势。

传统的考古测量工作多以基线、皮尺、罗盘、平板仪等为主要工具②，存在着误差较大、效率低下等问题，难以客观记录遗存空间信息。而要建立遗址的三维测绘坐标系统必须借助于 RTK、全站仪等高精度数字化测量仪器，数字化测量仪器的引入不仅确保了测量精度提高了工作效率，亦能提升考古测量数据的利用价值。

具体而言，数字化测量仪器的引入，将传统考古测量手段所获取的纸质资料转变为以计算机为载体的电子资料，便于考古测量数据在不同媒介之间进行共享和交流。与此同时，数字化测量仪器所测得的三维坐标数据在计算机成图软件的辅助下，能够便捷地生成遗迹、遗物及地形、地貌的电子三维图像，较之于传统测量方法所绘制的纸质二维图像，三维图像更加真实、准确和直观，有助于对考古遗存开展深入研究和进行生动展示。

然而 RTK 与全站仪作为两种不同类型的数字化测量仪器③，在田野考古实践的各个环节中展现出了不尽相同的工作效能，依据各类遗址的具体情况选择合适的测量仪器方能最大限度的发挥不同仪器的优势，提高考古测量工作的效率。

三、遗址地形的测量。

对遗址地形的测量是为了获取反映遗址环境地貌特征的地形图，以体现遗址微地貌特征和所处区域的自然、人文景观。在建立起遗址的三维测绘坐标系统后，便可借助测量仪器对遗址地形进行测量。RTK（图一）与全站仪（图二）作为两类不同的测量仪器在对遗址地形进行测量时，呈现出了明显差异。

（一）RTK.RTK 技术是在高精度的 GPS 基础上使用的实时动态定位技术，通过移动站能够实时测算出任意点的三维坐标，精度可达厘米级④。在测量时移动站与基准站之间无需通视，由单人操控移动站及手簿即可完成测量。

在对大型遗址，如大型聚落、城址、墓葬群等进行考古测量时，其遗址面积通常较大，遗存散布于多个地点且相互之间难以通视，针对这一特点 RTK 显示出了明显优于全站仪的工作性能。若运用全站仪对大型遗址的地形进行测量，则需 2~3 人频繁搬动仪器以保障通视效果，工作效率低下。

此外，部分大型遗址地表植被茂密，地形较为复杂，近距离通视效果亦较差。因此，运用全站仪对遗存分布零散或地表植被密集的遗址地形进行时测量效率低下且难度较大。而运用 RTK 进行对遗址地形进行测量时，RTK 的信号覆盖范围可达 5 公里左右，且测量点与基准站之间无需通视，单人即可完成测量，每个测量点观测时间仅需 3~5 秒，其工作性能和效率俱佳。由此可见，在地形复杂、遗存分布零散、植被覆盖密集等通视条件不佳的遗址进行测量时，RTK 的工作性能明显优于全站仪。

（二）全站仪。

全站仪通过发射、接收红外射线自动读取、计算坐标数据，精度亦可达厘米级⑤。在测量时全站仪与棱镜需要保持通视，由 2~3 人配合可完成测量。

相较于大型遗址而言，在田野考古实践中更为常见的是面积较小的小型遗址，此类遗址往往遗存分布相对集中，运用全站仪即可快捷的完成对其遗址地形的测量。同时，对于地势平坦开阔，通视效果良好的遗址，即使其面积较大运用全站仪亦能高效便捷的完成测量工作。且全站仪作为光学测量仪器，不受电磁信号干扰的影响，在 RTK 难以正常工作的区域和时段，如高压线、大型建筑附近和信号异常的时段，仍然能够正常工作。因此，在对面积相对较小或其他通视效果良好的遗址进行测量时，全站仪依旧发挥着难以替代的作用。

四、发掘过程中的测量。

（一）布设探方（沟）。

布设探方是目前国内十分常见的田野考古发掘方式，运用全站仪布方，即通过全站仪的放样功能在实地确定出布方点位，一般要放样出一个设计的点位，往往需要来回多次移动棱镜，搜寻目标点，且需要 2~3 人配合操作方可完成。对于发掘地点较为集中的遗址，用全站仪布方尚可，而对于存在多个发掘地点且发掘区互不通视的遗址，运用全站仪布方则效率低下。

若采用 RTK 布方，仅需将预设的布方点位坐标输入到电子手簿中，由单人携带移动站和手簿，RTK 手簿则会自动指引测量员移动到目标点上，无需来回移动搜寻，直至完成布方。无论是对于发掘区域集中还是发掘地点散布多处的遗址，利用 RTK 布方均高效便捷，明显优于全站仪。

由此可见，在对各类遗址布设探方时，RTK 展现出了明显优于全站仪的工作性能。

（二）对考古遗迹的测量。

在对田野考古发掘中常见的灰坑、房址、墓葬、窑址等遗迹进行测量时，运用 RTK 或全站仪均可便捷的开展测量工作。且全站仪不受电磁信号干扰等因素的影响，在 RTK无法正常工作的地点，全站仪仍然能够照常工作，对环境的适应性优于 RTK.但在实际考古工作中存在着测量难度相对较大的部分特殊遗迹，在对其测量时需要采用相应的技术手段方能顺利完成测量工作。依据遗迹的形制本文将其分为洞穴类遗迹和崖壁类遗迹。

1.洞穴类遗迹。

洞穴类遗迹包括古人活动的洞穴、砖（石）室墓、洞式墓及古代矿井等类似洞穴式的遗迹。在对此类遗迹进行考古测量时，因其多处于一个相对封闭的空间，RTK 无法接收来自卫星和基准站的差分信号，故而无法正常工作。而全站仪则无需接受电磁信号，在相对封闭的环境中依然能够正常对遗迹的三维坐标及进行精确测量。

2.崖壁类遗迹。

此类遗迹包括悬棺、崖墓、摩崖石刻等，多分布于陡峭崖壁的一类遗迹。因地形所限，此类遗迹所处的空间往往十分狭窄险峻，没有足够的空间架设全站仪全套设备，且将全站仪搬运至遗迹所在地也存在诸多不便。若运用 RTK 对此类遗迹进行测量，则仅需将 RTK 基准站在附近区域开阔地带架设完毕，由单人携带移动站到达指定地点即可开始测量，RTK 操作起来十分便捷，不受空间狭窄、难以架设仪器的限制。

由此可见，对于大多数较为常见的考古遗迹，运用 RTK或全站仪均可顺利完成遗迹的测量工作，而对于测量难度较大的遗迹，应针对遗迹所处环境和其自身的特点，选择合理的测量仪器方能较好的完成测量工作。

五、总 结。

与专业大地测量不同，考古测量其目的在于获取和记录遗存的空间信息。而更加便捷的开展田野考古工作和更加精准全面的采集遗存空间信息是考古测量技术手段不断革新的根本动力。在充分了解各类测量仪器性能和熟练掌握仪器操作的前提下，针对不同遗址的特点搭配使用相应测量仪器或许能够最大限度地发挥各类测量仪器的优势，以便于更加全面精准地采集遗存信息，深入地分析和研究考古遗存，进而不断提升考古学研究水平。

第二篇：浅谈矿山测量的数字化研究

浅谈矿山测量的数字化研究摘要

矿山测量工作一直沿用传统的手工计算和绘图方法,已不适应现代测量技术的发展。本文从矿山测量图纸数字化和测量数据 数字化两方面进行研究,从而解决矿山测量数字化的问题。采用AutoCad为平台,VsualBasic为编程语言,结合矿山测量专业规范,应用ActiveXAutomation技术对AutoCad进行矿山测量,集成矿山测量CAD辅助绘图系统。以此为应用基础,利用其简单易用、专业应用性强及实现基本数据共享的特点,建立测量数据库,并结合传统矿图的矢量化,实现矿山测量数字化。

关键词矿山测量数字化ActiveXAutomation??二次开发??数据库 矿山测量工作包括测量数据的采集、处理和存储管理,这些测量数据主要分为数字、图形、文字和表格。矿山测量数字化主要分为实现计算机辅助绘图和全面实现测量资料的电子图表化,即测量图纸数字化彩测量数据数字化。为了实现两方面的数字化和相互数据共享,测量行业大多使用AutoCAD和VB软件进行开发应用。使用VB实现AutoCAD的二次开发的应用技术,主要分面向对象的CAD技术和面向对象的数据库技术。1??矿山测量图纸数字化的应用技术

1.1AutoCAD是测量绘图的首选软件

AutoCAD软件作为CAD工业的旗帜产品以其强大的功能得到广大用户的青睐。它具有精确的座标系,能够完成各种图形的精确绘制、任意缩放和修改,支持数字化仪的精确输入,在其平台上绘制各种图件可以任意进行加工和修改。AutoCAD具有开放 的体系结构和强大的二次开发环境。它提供了完整、高性能的面向对象的CAD程序开发环境,主要开发语言有VisualLISP,VisualBase,VisualC等。完全支持ActiveXAutomation技术,向外界程序显露了足够多的对象,包括系统变量、控制视图区以及图形中包括图形对象与非图形对象的所有实体单元,允许用户和开发者在几乎所有方面对其进行扩充和修改,我们称之为AutoCAD的二次开发技术。它能最大限度地满足用户的特殊需要,特别是该软件提供的各种编程接口,为用户在其基础上进行二次开发创造了便利的条件。通过二次开发,可以方便地将其改造成一个满足用户要求的专用软件。

1.2实现对象编程接口的ActiveXAutomation技术

ActiveXAutomation是微软公司制定的通用的、跨应用程序的客户化和集成规范,该技术是OLE 技术的进一步扩展,其作用是在Windows系统的统一管理下协调不同的应用程序,允许应用程序之间相互控制、相互调用。它使得AutoCAD可以方便地与其他Windows应用程序相集成。目前,ActiveXAu??tomation技术已经在Internet,Offic。系列办公软件的开发中得到了广泛地应用。AutoCAD作为一种具有高度开放结构的CAD平台软件,它提供了强大的二次开发环境。从AutoCADR14版开始,AutoCAD引入了ActiveXAutomation技术。由于Ac??tiveX技术是面向对象的编程接口,完全实现了OLEAutomation,使得其他软件可以方便地访问Auto??CAD,又实现了面向对象的开发技术,用户可以操纵它提供所有的AutoCAD对象,所以许多面向对象化编程的语言和应用程序,可以通过ActiveX与AutoCAD进行通信,并操纵AutoCAD的许多功能。

1.3开放式AutoCAD的ActiveX对象模型

AutoCADActiveX技术提供了使编程者通过编程手段从AutoCAD的内部或外部来操纵AutoCAD的机制,并把各种封装有AutoCAD功能的对象按一定的层 次组成的一种对

象结构,每一个对象代表了AutoCAD中一个明确的功能,如绘制图形对象、定义块和属性等等。这些对象分成图元(Entity)、样式设置(Style)、组织结构(Organizing)、图形显示(View)、文档与应用程序(Document&Application)等类对象。所有这些对象都具有一种层

次的关系,根据它们在AutoCAD中的功能,可以组成一种树形结构,称之为对象模型(ObjectModel)树。AutoCADActiveX对象模型树具有一个根对象??Application ,它包括1个Preference 对象和3个集合对象。在??ocument 集合对象中的??Document 对象代表了当前的图形文件,该对象下面又有Blocks(图块集合对象)、ModelSpace(模型空间集合对象)、PaperSpace(图纸空间集合对象)等子对象,这些子对象又产生下一级的对象,如Circle ,Line 等,对应着AutoCAD中的各种图元命令,分别可以在图块、模型空间或图纸空间创建各种图元。完全开放式的AutoCAD对象模型显示了完整的对象访问方式和对象具体方法、属性,成为应用ActiveX技术实现面向对象程序开发的基础。

2矿山测量资料数字化的应用技术

面向对象的可视化开发语言VBA,VB(VisualBase(简称VB)是Windows的一个面向对象的可视 化开发环境语言,作为面向对象开发高级语言,具有 良好的操作界面,完全可以按照Windows界面设计。VBA(VisualBasicforApplication)是应用软件内 置式的VB开发工具。由于VB在开发方面的易用 性和具有强大的功能,因此许多应用程序均嵌入该语 言作为开发工具。Autodesk公司也在AutoCAD 814.01版本开始内置了VBA开发工具,同时提供了 适用于VBA开发的ActiveXAutomation对象模型。VB,VBA具有很强的开发能力,主要表现:创建用 户交互性很强的可视化的界面,建立模块级宏指令及 类模块的功能,具有强大数据管理功能,能够使用 Win32API提供的功能,建立应用程序与操作系统 间的通信。两者本质的区别在于VBA没有自己独 立的工作环境,而必须依附于应用程序;而VB则不 依附于任何其它的应用程序,具有完全独立的工作环 境和编译、连接系统,是微软公司以最终用户为目标 生产的编程工具。

2.1VB的数据访问接口技术ADO

ADO(ActiveDataObjects)是为Microsoft最 新和最强大的数据访问范例OLEDB而设计的,为 任何数据源提供了高性能的访问,通过其内部的属性 和方法提供统一的数据访问接口方法。ADO提供了 完成管理数据系统所需的全部操作的属性和方法,包 括创建数据库、定义表、字段和索引,建立表间的关系,定位和查询数据库等工具,具有完善的数据访问 与管理能力。VB语言对AutoCAD二次开发时,可通过ADOData控件非编程和利用ADO对象编程来访问各种数据库,实现与Access等数据库相连接。

2.2矿山测量数字化应用方案

ActiveXAutomation技术作为微软公司的一个技术标准,是用来协调并且控制不同应用程序中的相 互通信问题。符合此标准的程序会把其应用程序中内置的对象显露出来,从而通过改变其对象的属性就可以实现跨程序操作的设想。测量工作者对Auto??CAD进行二次开发,借助ActiveXAutomation技 术,可以彻底地摆脱AutoLisp等繁杂的编程工作,可以方便地使用VB、VC等多种面向对象的高级开发语言作为开发工具。可以操纵它提供所有的AutoCAD对象,包括绘图对象和非绘图对象,完成测量绘图开发,从而大大地提高了系统开发效率、健壮性、易维护性。测量绘图选择VB编程语言,实现强大的测量数据库管理功能,并可通过ActiveXAutomation与AutoCAD通讯,完成测量图形与测量数据的共享 功能。例如VB程序可以遍历当前的AutoCAD图 形,清点图中所有的测量导线点标注这一对象,建立 导线点标注对象集,并遍历各个导线点对象的图形参 数,可以提取三维坐标、编号等数据,并写入导线

数据 表中。

2.3面向图形对象的测量数据库应用设计

一般单位在图纸数字化中分别建立绘图系统和 数据库管理系统,用CAD绘图系统进行数字化成 图,采用数据库管理系统管理测量数据,再借助其他 应用软件进行图形数据与测量数据之间格式转换,间 接实现两个系统之间的数据共享。使用两个独立的 应用程序进行测量工作管理,效率明显低下,数据共 享程度低。矿数字化系统在设计测量数据库时不是 单纯的要求测量数据管理和测量数据处理,更是直接 面向测量图形应用,称为面向图形对象的测量数据库 应用。使测量数据库和AutoCAD测量图形建立链 接应用关系,可由测量数据库制作测量图形,同时也 可由测量图形提取数据写入测量数据库,实现两者数 据共享。绘图系统中需要设计测量数据库与测量图 形的链接对应关系,设计测量数据库与测量图形交互 应用程序。最终实现由测量数据库的测量数据变化 反映到测量图纸上,也实现测量图纸上图元数据变化 自动更新测量数据库。

参考文献!

1?李兰勋.矿山测量.中国地质大学出版社,1990.!

2?罗时恒.地形测量学.冶金出版社,1985.

第三篇：矿山测量数字化的研究与实践探讨

矿山测量数字化的研究与实践探讨

摘要：本文结合数字化技术在矿山测量中的重要性，论述了矿山测量中典型的数字化测量技术和绘图技术，重点介绍了AutoCAD的模块组成，以期加强数字化技术在矿山测量中的应用。

关键词：矿山测量；数字化；研究实践

经济建设迅速发展的同时，技术的发展在矿山企业的运行中占据着重要的地位。矿山测量数字化主要是利用信息技术和数据库技术提高矿山测量的质量，解决实际生产中遇到的问题，在矿山开采中，为了保障施工安全，对矿山的测量技术提出了严格的要求，在测量中应用数字化技术能使矿山测量工作更具科学性、规范性和准确性。

1、数字化技术在矿山测量中的重要性

随着矿山生产领域的不断发展和进步，矿山企业已逐渐认识到数字化技术在矿山测量中的重要性，并在想方设法提高测量人员的技术水平。建立起科学测量的基础体系，投入足够的资金为企业的发展注入活力，将测量技术提高到新的位置，促进了数字化技术在矿山测量技术中的广泛应用。数字化测量技术保证了施工的安全性，提高了企业的生产效率，降低了劳动强度，提高了工作效率[1]。

2、数字化测量技术

2.1资料处理数字化技术

资料处理的数字化技术是矿山测量系统中一种重要的技术，在实际的矿山测量中，测量工作往往包括数据的采集、数据的存储、数据的处理和管理，测量工作主要是对文字、图形、表格、数字等信息的测量分析，资料处理数字化测量技术是利用计算机系统对图形和测量资料进行图表化，在实际的应用中，主要是通过AutoCAD和VB等软件来实现[2]。

2.2三维可视化技术

对立体化的描绘和理解模型进行可视化即是三维可视化技术的主要应用手段。在实际生产应用中，三维动画软件是实现三维可视化技术的重要手段，常用的计算机软件还有3DMAX和Maya三维动画软件，这些先进的计算机软件不仅可以处理基本三维视觉效果的制作，还可以实现建模数字化和布料模拟等。计算机三维可视化技术在矿山测量中的应用，提高了矿山三维可视化的制作效率和品质，填补了传统测量工艺的空白。

2.3数字化绘图技术

随着矿山作业中挖掘和建井工作的进行，矿山基地表面的地貌和地物及井下的地质环境在不断地发生变化。在实际的生产作业中，矿山测量人员的主要任务是要将所有有关物质和地形的变化详细地表现在图纸上。

矿山测量的首要任务是要将图纸和大比例尺的图形完整清晰地表现出来，传统的测量工作中常采用灰土法，灰土法是体力劳动和脑力劳动并重的一份艰苦工作，在进行这种工作的同时，还要对室内数据进行必要的测量和记录，完成相关工程的绘图任务，采用这一方法时，成图时间长，产品单一，不能满足现代化矿井建设和能源生产的需要，在矿产资源的开发过程中，往往会因为多种因素致使土地资源遭受到不必要的破坏，导致生态环境进一步恶化，影响了矿区的发展，为当地的经济发展带来了一定的负面影响。

数字化绘图技术将图纸上的信息转换为数字信息，通过计算机的成图分析，及时准确地掌握矿井以下的信息，为事故预防做好充分的准备，为矿山企业提供准确饿决策依据，与传统 的绘图方法相比，现代绘图技术具有显著的优点。

2.3.1实现一测多用，保证在更新数据的过程中保持一定的连续性。

2.3.2采用数字化成图技术进行测量，测量精度较高，大大提高了工作效率，降低了劳动强度[3]。

2.3.3数字化绘图技术很好地将其与信息系统连接，优化了矿山运输线路，为相关重要决定做出了依据，优化了环境保护方案。在矿山测量中，应积极加强数字化绘图技术的广泛应用，将数字化技术完美地应用到矿山测量领域中去，促进矿山企业的快速发展。

3、AutoCAD在矿山测量中的应用

3.1数据库设计

图1是CAD的总体设计图。

将测量的数据库和AutoCAD测量图形联系起来，由测量数据库制作测量图形，也可先由测量图形提取数据写入测量数据库，实现两者的数据共享，此外在数据库的设计中，控制点信息表是数据库的核心部分，控制点信息是实现图幅管理、导线展点和控制点信息管理的核心数据表[4]。

3.2功能模块设计

功能模块设计主要从测量图形和测量数据数字化两方面入手。

测量图形设计主要依靠AutoCAD中的测量绘图、应用程序和图幅管理来实现。系统建立测量数据库，实现测量数据管理和以导线计算为主的数据处理，实现了矿山测量数据的数字化。在矿山测量数字化系统功能结构中，矿山测量数字化系统由测量图形数字化和测量数据的数字化两部分构成，其中包括6个模块，即分段图幅管理模块、控制点录入查询模块、导线展点模块、一般查询模块、支距测量模块、控制点成果管理模块。

AutoCAD在矿山测量中的应用，实现了导线点和展点的一体化，最后的测量数据可直接由EXCEL输出，简单明了。提高了测量导线数据和图形数据的效率，满足了矿产的需求量。系统中的支局测量模块实现了支局测量上图的自动化，该系统具有可视化的操作界面，测量人员可在第一时间对各项数据进行监督。

结语：

矿山测量数字化系统中的众多方法将生产作业中的理论与实际完美地结合起来，使得测量人员从传统的测量模式中解脱出来，从真正意义上实现了测量的数字化，减轻了工作人员的劳动强度，进一步提高了工作效率。

参考文献：

[1] 邱本立，周青青，王建有等.数字化测量技术在矿山测量的应用[J].中国新技术新产品，2010，20（19）：74.[2] 刘学，常志祥.浅谈矿山测量数字化应用[J].网友世界?云教育，2014，19（11）：36-36.作者简介：付强，（1984.10.16-）男，汉，河北省承德市，学历：本科，职称：助理工程师，研究方向：工程测量，地理信息系统，从事的工作：工程测量，地理信息系统，单位：中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队

第四篇：三针测量外螺纹中径在实际工作中的运用

三针测量外螺纹中径在实际工作中的运用

【摘要】本文论述三针测量外螺纹中径在实际工作中的运用及简易公式的运算。【关键词】测量 三针测量 外螺纹 中径 修正

三针测量是测量外螺纹中径和蜗杆分度圆直径的一种比较精密的方法。适用于精度较高的三角形、管螺纹、梯形螺纹和公英制蜗杆。把三根直径相等的钢针放置在对应的螺旋槽中，用千分尺量出两边钢针项点之间的距离M值。（如图1）

d2图1三针测量

M在计算M值的过程中由于螺纹中径是固定不变的。测量用的钢针直径(dD)不能太大，也不能太小。如果太大，钢针横截面与螺纹牙侧不相切，如果太小，钢针陷入螺纹的牙槽中，其钢针项点低于螺纹牙项，千分尺实际测量的尺寸为外螺纹大径的尺寸。根本无法测量到螺纹中径。最佳钢针直径应使钢针横截面与螺纹中径处的牙侧相切。（如图2）

dD最大dD最佳dD最小a图2a)最大钢针直径Mbb)最佳钢针直径cc)最小钢针直径 为几种常用螺纹三针测量时的M值和钢针的简化计算公式三针测量螺纹时的计算公式螺纹牙型角（a）60（普通螺纹）55（英制螺纹）30（梯形螺纹）29（英制蜗杆）40轴向直廓螺杆40法向直廓螺杆000000M值计算公式M=d2+3dD-0.688PM=d2+3.166dD-0.961PM=d2-4.864dD-1.866PM=d2-4.994dD-1.933PMd23.924dD4.316ms1.2909dDtan2钢针直径dD最大值1.01P0.894P-0.029mm最佳值0.577P0.564P0.518P0.516P最小值0.505P0.418P-0.016mm0.656P0.485PMd23.924dD4.316mscos2.446ms2.446ms1.672ms1.672ms1.61ms1.61ms表1 三针的最终选择应根据计算后得到钢针直径，再接合工作者手中钢针的实际尺寸。代入M值计算与测量。

例：用三针测量T50×8的公制梯形螺纹。求钢针的直径和分尺的读数值M。

解：根据查表或计算先求出梯形螺纹的中径和钢针直径。d2=d-0.5p=50-0.5×8=46毫米

0.067根据查有关表得知中径尺寸允许偏差为： 46.0.62dD=0.518×P=0.518×8=4.14 工作者实际有的钢针直径为4.19代入M值公式： M＝d2＋4.864dD-1.866p =46+4.864×4.19-1.866×8 =46+20.38-14.93 =51.45 51.450.62代入公差，则M＝ 为合格

0.067 在这里应该指出的是三针测量时由于钢针是沿螺旋槽放置，当螺旋升角大于40时候，会产生较大的测量误差应进行必要的修正。

螺旋升角引起的修正值牙形角修正公式600普通螺纹0.750d2Dtan550英制螺纹0.852d2Dtan2dD为钢针直径300梯形螺纹1.86204dDtan400轴向螺杆1.2909dDtan2表2

以例题1为例

车削T50×8的梯形螺纹此时螺旋升角为30不需要修正。如果车削×16/2的梯形螺纹，此时螺旋升角为6.50就需要进行修正。根据公式修正

Δ＝1.86204×dD×tan2 =1.86204×4.19×0.1112 =0.096 修正后的M值为： M修＝M+Δ

＝51.45+0.096

＝51.546 51.5460.62代入公差则： 为合格。

0.067

测量精度要求较高的蜗杆，图样上标注的是齿厚公差时，为提高测量精度，可将齿厚偏差换算成量针测量偏差，用三针测量。当齿形角a＝400时，计算公式为

轴向直廓蜗杆

M＝d1+3.924dD-4.316mx+1.2909dDtan2 法向直廓蜗杆

M＝d1+3.924dD-4.316mxcos dD=1.672mx

ΔM=2.7475Δs 式中

M— 三针测量时千分尺测量的尺寸（㎜）；

d1— 蜗杆分度圆直径（㎜）；

— 蜗杆导程角（0）；

dD— 量针直径（㎜）；

ΔM— 三针测量时，量针测量距偏差（㎜）；

Δs— 齿厚偏差（㎜）；

例

用三针测量齿形角A＝400，mx＝4，分度圆直径d1＝40㎜，齿厚sx＝ ㎜，z1=26.280.230.12的法向直廓蜗杆，试确定三针测量值M的范围。

解

=11.30 tanpzd1zmxd123.141643.1416400.2dD=1.672mx=1.672×4=6.688 M=d1+3.924dD-4.316mxcos =40+3.924×6.688-4.316×4×0.98 =40+26.24-16.92 =49.32 ΔM上＝2.745Δs上＝2.7475×（-0.12）＝-0.033㎜ ΔM下＝2.7475Δs下＝2.7475×（-0.23）＝-0.632㎜

49.320.632M值范围为

为了测量方便，对于较小螺距的螺纹，在利用三针测量中径时，可用粘性在大的黄油把三根钢针分别粘在牙槽中，再用千分尺测量。对于螺距较大的螺纹，三针测量时，千分尺的测量杆不能同时跨住两根钢针，这时可在测量杆与钢针之间，垫进一块量块。在计算M值时，必须注意减去量块厚度的尺寸。

三针测量时，如果没有钢针，也可用三根直径相等的优质钢丝或新的钻头的柄部代替。计算M值与测量时必须实测钢丝或钻头实际应用部分的准确尺寸，以保证计算与测量的准确性。

在测量直径较大的螺纹（或蜗杆），用单针测量比用三针法要很简便得多。在测量时，只需使用一根钢针，另一侧利用螺纹大径作为基准（图3），所以在测量时必须先量出螺纹大径的实际尺寸d0.0.330

图3单针测量

单针测量时，千分尺的尺寸（A）可按下式计算： 式中

dD— 螺纹大径的实际尺寸（毫米）

M— 若用三针测量时千分尺的读数值（毫米）

d0A0.067例

用单针测量T50×8梯形螺纹，中径尺寸为  460.620测量大径的实际尺寸为49.86，选用的钢针直径为4.19毫米，计算单针测量的A值。解

先计算出三针M值：

M=d2-4.864dD-1.866P=46+4.864×4.19-1.866×8=51.45 代入单针测量公式：

AMd0251.4549.86250.660.034代入上、下偏差，则A值为 50.

合格。

660.310

这里须指出的是单针测量时螺纹中径公差应为图样所给公差的1/2。测量前应修整完大径的“毛刺”，再进行测量以减少测量的误差。

2007年12月10日

参考文献：车工工艺教科书 车工技师培训教材

第五篇：新型测量仪器在工程测量中的应用探究

新型测量仪器在工程测量中的应用探究

摘要：

近年来在我国的基础设施建设中，其建设速度和规模都在不断地扩张和提升中,每年都有大量的工程会投入到建造中。在工程建设当中,工程测量占有重要的地位,而且对于工程后期工作的展开具有不可替代的作用。工程测量对于数据的精确以及准确率是十分高的,测量数据的精确度决定了工程的质量。因此在进行工程测量的中应该积极的采用先进的测量仪器,从而确保测量数据的精度,为工程顺利建造开展打下厚实基础。所谓工程测量是指利用专业的测量仪器和测量设备对各种相应的工程建造位置和其它的一些数据进行测量。从而得出工程测量仪器对于工程测量具有十分重要的意义,甚至直接影响到了测量的数据的精度以及测量的效率。随着科学技术发展的不断的提高,工程测量仪器和设备也在不断的提升,很多新型测量仪器在其工程测量中投入了使用,在很大程度上更改了传统的工程测量的作业方式,使其工程测量逐步发展为智能化和数字化,减少了测量作业中的的繁琐步骤,提高了测量的工作效率,确保了测量数据精度。

关键词 ：工程测量测量仪器新型仪器

一 工程测量中的数字化技术应用

传统的工程测量技术主要是为了水利，交通，建筑等行业服务，随着经济的发展，社会的进步，科技的提升，现代的数字化技术、全球定位技术（GPS）、地理信息技术（GIS）、遥感技术（RS）等各种新型技术在工程测量中得以应用。通过对原有的工程数据进行数据化，可以将已有的纸制地图通过其数字化仪将其输入进计算机，进行编辑、修补后形成相应的数字地图大比例尺地形如和工程图测绘是传统的测量工作主要内容，传统的制图方法作业辛苦，程序繁琐复杂，同时还有一定的误差。而数字化成图技术拥有精确度高、劳动强度小、方便及时更新、利于储存和传递等以往传统测量所不能相比的优点。数字化成图技术现在包括两种有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化其主要设备是全站仪，手术板等，可以快速采集信息并对其进行处理和储存。是现如今最常用的一种方法。

二 工程测量中的数字化技术应用发展前景

GPS是美国从上个世纪七十年代开始对其进行研制，历经20年，在1994年全面建成，其主要目的是用于军事，对海、陆、空全方位进行三维导航和定位。后发展为多种用途，经过对GPS的研发，现如今可用于交通工具的监测、城市规划、工程测量等。

Real Time Kinematics简称RTK，中文翻译为实时动态技术，这项技术是在GPS发展起来的基础上能够提供实时流动站在指定的坐标体系中的三维定位动态和静态的结果。而且在一定的范围之内其精度可以达到厘米级别，是一种全新的GPS定位测量方法，对于GPS的应用上RTK是一个重大的里程碑。RTK技术测量方法是将1台GPS接收器固定且安装在已知的坐标点上，对相应的GPS卫星进行细致观测，再把其收集起来的载波相对应的位置观测量传输到其基准站电台上，借由基准电台再发射出去，流动站点的GPS接收器再对相应的GPS卫星观测，也同时收集载波相位观测量，也同时接收由基准电台发射出的信号波段，经过相应的方法得到基准站的载波相位观测量，流动展点的GPS接收器在通过OTF（运动中求整周模糊）技术通过对基准站的在不相位测量量和流动展点的载波相位观测量结合来得出求解整周模糊度，通过以上手段，最后再求解出厘米级别的精度流动展点的位置。

GIS技术中文全称是地理信息技术是集合了计算机可续，测绘遥感学，管理科学和空间科学信心科学多位一体的新兴学科，现已经成为了多学科的集成，并加以运用于各个领域的基础平台和地学空间信息的最基础的技术手段和使用工具。该项技术的优势不仅仅是由于他可以在地理数据收集管理、存储、分析、三维可呈相和结果输出多位一体的数据流程，还因为是他的空间提示、预警预测和辅助决策的功能。以现状来看，由于GIS技术是一种发展比较成熟的技术科学，在未来也能够成为一门比较热门的产业，在测量绘图、农田水利、环境监测、城市规划和城市管理等领域也能够发挥十分重要的作用。

数字摄影测量，在数字影像和摄影测量的基础原理上，通过对计算机技术，数字影响的处理技术，摄影匹配、模式的识别等多种学科的理论方法。在对大面积，大比例尺地形的测绘，地籍测量中采取的最常用的技术手段和方法就是航空摄影测量，航空摄影测量可以对测量地形提供数字的，影像的等多种形式的地图产品。全数字摄影测量法再通过和GPS技术结合，通过自身的研发，逐步向自动化、数据化方向前进，并为信息系统和地理信息平台的建立提供了相对精准且可靠的数据依据。

RS技术其中文翻译为遥感技术，可作用于大面积的同步测量，实时性数据的综合性与可比性，以至于在经济性上都有较大的相对优势，可以进行快速的普及。对于较大的地形地貌等测量时，RS技术和以往的测量绘图手段相比，具有较大的优势。在通过和GPS等各种新型的测量方法结合，对于各种地形的测量都为其快速的更新提供了较为便利的技术和手段。

3S（GPS、GIS、RS）技术相结合，可以相互互取彼此的优势，用来提高自身技术的发展，一种自然的发展趋势，三者之间的相互作用可以比喻为“人的一个大脑和一双眼睛”的模式，即GPS和RS为GIS提供相应的地区信息和空间定位信息，GIS则进行着相应的空间信息收集和分析，以便于从GPS和RS所提供的大量数据中找出有用的和信心并加以综合集成，使其成为在较为科学的决策凭据。在我国的3S技术中，较为成功的案例有三峡工程、青藏铁路工程、南水北调工程、西气东输工程等等大型的工程。3S技术为大型的工程提供的数据是最为有效的，并且3S技术还可以对信息的收集，信息的分析处理，重要位置的决策进行辅助，是较为突出的优势。

结束语据现如今，我国的工程建设的数量和其规模在不断的扩大中，而对于工程测绘的精确度和速度都有了较高的要求，新型测绘技术的不断进步并投入到实际的使用当中，现代的工程测量越来越多使用的是其新技术，并使得测量工作形成为内外作业一体化，数据收集和数据自动化，测量远程控制和系统运行智能化，测量结果数据化，测量数据测量信息的管理可视化，信息的共享和传递网络化的发展倾向。其3S技术的结合是相对突出的，为此，在未来的工程中会越来越多的采用其新型的测绘技术，而测量技术也会通过这样的雪球更加人性化，数据更加的准确精确。这也要求了工程测量人员必须不断的增强自身的专业学识，学习

和找我新的测量仪器的使用，保证其测量工作的顺利进行和测量工作的质量。

参考文献[1]李二明 范北林 闵凤阳 陈东东长江科学院；中煤国际工程集团沈阳设计院 《人民黄河》 2011年第05期

[2]姚紫峰 哈尔滨松江铜业(集团）有限公司；《中国新技术新产品》2012年第04期TU198.7

[3]赵吉先，聂运菊.测绘一起发展的回顾与展望[J].测绘通报，2008（2）：70-71

[4]潘庆林，刘继宝.当代测绘新仪器、新技术在测绘工程中的应用[J].工程勘察，2004（4）：6-8